Antriebstechnik

Wettbewerb senkt Auto­matisierungskosten

Offene Systeme beschleunigen Innovation
Durch den Einsatz offener Systeme im Handling können die Anwender Fortschritte in der Automatisierung unmittelbar nutzen. Antriebsintegrierte Sicherheitsfunktionen, präventive Diagnose und durchgängige, schnelle SPS können gerade in der Handhabungstechnik die Kosten senken.

Offene Systeme haben einen entscheidenden Vorteil: Alle Komponenten unterliegen dem freien Wettbewerb und müssen sich entweder durch ein besseres Preis-/Leistungsverhältnis oder durch zusätzliche Funktionen am Markt behaupten. Damit haben diese Lösungen gegenüber proprietären Systemen deutliche Vorteile. Die Wahlfreiheit erweist sich jedoch für einige Anwender als Nachteil, denn sie haben häufig weder Zeit noch Kapazitäten, offene Systeme selbst zu konfigurieren. Hier bietet Rexroth eine Lösung mit modular aufgebauten Antriebs- und Steuerungslösungen für das Material Handling. Dabei kann man sich mit geringem Zeitaufwand aus einem Baukasten Lösungen zusammenstellen – von PC-basierten Steuerungen bis zu Motoren. Der Vorteil: Weil das Unternehmen traditionell auf offene Systeme setzt, kann sich keine Komponente hinter einem proprietären Schutz verstecken, sondern muss sich stets am Wettbewerb messen lassen.

Das zeigt sich bei der SPS IndraLogic, die konsequent die Normen der Nutzerorganisation PLCopen einbindet. Die skalierbare SPS nutzt in allen Automatisierungsstufen – vom PC über controllerbasierte bis hin zur antriebsbasierten Version – die einheitliche Programmiersprache IEC 61131-3 und Bibliotheken nach PLCopen. Damit senkt sich der Engineeringaufwand für Anwender gerade bei größeren Projekten erheblich, denn einmal geschriebene Programme oder Programmteile kann man auf allen Ebenen wieder verwenden. Damit lassen sich beispielsweise Handlingssysteme für gleichartige Maschinen in verschiedenen Größen oder ähnliche Bewegungsabläufe in Fertigungszellen in deutlich kürzerer Zeit als bisher automatisieren.

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Die SPS arbeitet bis zu 1000 Anweisungen in nur 60 Mikrosekunden ab. In Verbindung mit Motion-Control Funktionalitäten auf einer Hardware, der Steuerung IndraMotion für Handling, können damit auch anspruchsvolle Bewegungsaufgaben hocheffizient gelöst werden. Spezialisierte Technologiebausteine für lineare Sechsachs-PTP-Interpolationen, für Portalanwendungen, Pick & Place sowie für das Be- und Entladen, reduzieren die Programmierzeiten. Alle für Automationsaufgaben benötigten Tools zur Projektierung, Programmierung, Parametrierung und Bedienung fasst Rexroth auf Basis der Microsoft .NET-Technologie in dem Software-Framework IndraWorks als „Single-Point-of-Engineering“ zusammen. Für die Kommunikation zu übergeordneten Produktionsplanungssystemen oder ERP-Systemen kommt Standard-Ethernet TCP/IP zum Einsatz.

Motion-Funktionen

Die Rexroth IndraMotion für Handling stellt durch die vollständige Integration von Motion und Logik auf gemeinsamer Steuerungshardware den echtzeitfähigen Zugriff bis hinunter zur Antriebsebene sicher. Die Motion-Funktionen werden einfach und transparent über Parameter eingestellt und als Variablen oder Funktionsbausteine in Anwenderprogrammen eingebunden. Spezialisierte Funktionsbausteine ermöglichen den zyklischen und azyklischen Zugriff auf alle Motion Control-Parameter und eröffnen so einen sehr hohen Freiheitsgrad für das Material Handling.

Die Funktionalität ist nahezu unabhängig von der Zahl der angeschlossenen Antriebe und schafft damit die Voraussetzung für die einfache Skalierung und Erweiterung. IndraMotion unterstützt die gängigen Feldbusse und lässt sich einfach in Maschinen und Anlagen integrieren. Die Steuerung kann gleichzeitig als Master oder Slave kommunizieren. Sie eröffnet damit alle Optionen zur Vernetzung und Integration in heterogene Software-Landschaften. Die Rack-basierte Steuerung mit integriertem Display, Compact Flash als wechselbarem Speichermedium und dem batterie- und lüfterlosen Betrieb bildet eine servicefreundliche Hardwareplattform.

Diese offene Steuerung ergänzt der Hersteller um die intelligenten Antriebsgeneration Indradrive und bietet so einen modernen Baukasten für komplette Automatisierungslösungen. Mit mehr als 100 integrierten Technologiefunktionen setzen diese Antriebe Maßstäbe für dezentrale Intelligenz. So haben die Antriebe integrierte Sicherheitsfunktionen für den „sicheren Halt“ und die „sichere Bewegung“. Diese nach EN-954-1, Kategorie 3 zertifizierte Technologie ermöglicht die Einhaltung der Europa weiten Sicherheitsvorschriften ohne zusätzliche Hardware oder den Umweg über die Steuerung. Gerade in der Handhabungstechnik, bei der häufig Bediener eingreifen müssen, erhöhen diese Funktionalitäten die Arbeitssicherheit bei gleichzeitigem Zeitgewinn.

Indradrive unterstützt neben Sercos-Interface auch die gängigen Feldbussysteme wie Profibus, Profisafe, CANopen, Devicenet, sowie Analog- und Parallel-Interface. Durch die konsequente Entkoppelung von Leistung und Funktionalität bietet die neue Antriebsreihe sowohl Servo- als auch Frequenzumrichter-Funktionalitäten auf einer Hardwarebasis. Das vereinfacht die Logistik gerade bei größeren Stückzahlen im gemischten Betrieb. Die Software-Basispakete enthalten bereits alle notwendigen Grundfunktionalitäten wie Positioniersatzbetrieb, Lage-, Drehzahl- und Momentenregelung. Standardisierte Erweiterungspakete umfassen Achsfehlerkorrektur, Hauptspindelfunktionen, Synchronisieren von Achsen, ein Elektronisches Nockenschaltwerk und Technologiepakete auf Basis der integrierten Motion Logic. Einmal für die Antriebe geschriebene Ablaufprogramme nach IEC 61131-3 mit PLCopen Bausteinen können in der neuen IndraMotion für Handling wieder verwendet werden und umgekehrt.

Vorbeugende Wartung

Eine neue Funktion ist die präventive Diagnose zur Fehlerfrüherkennung an der Maschinenmechanik durch intelligente Antriebe. Damit lassen sich effiziente Systeme zur vorbeugenden Wartung realisieren. Ähnlich wie bei den Sicherheitsfunktionen hilft die hohe Intelligenz des Antriebs, die Automatisierungskosten zu reduzieren. Mit dem weiter entwickelten Inbetriebnahmetool „Drivetop“ erfolgt die Inbetriebnahme interaktiv und schnell. Die Autotuning-Funktion hilft durch eine automatische Regelkreisoptimierung bei der schnellen Anpassung der Reglerparameter.

Neben einer breiten Palette an rotatorischen Motoren bietet Rexroth leistungsfähige Motoren aus der Direktantriebstechnik. Die Synchron-Linearmotoren Rexroth IndraDyn L sind in verschiedenen Baugrößen und Baulängen lieferbar, für einfache Anwendungen auch in der Standardkapselung. Für hohe Anforderungen an die Temperaturstabilität steht die komplette Motorenpalette in Thermokapselung zur Verfügung. Die Motoren sind gekennzeichnet durch hohe Dauer- und Maximalkraft – bei kompakter Bauform – sowie durch eine geringe Kraftwelligkeit. Oswald Thren (gm)

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